JP2023020483A - 走行態様提案装置、ナビゲーション装置及び走行制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】車両の運転に必要な電力を地上給電装置から受電することができるようにする。【解決手段】車両3の目的地までの走行態様を提案する走行態様提案装置は、非接触給電とは無関係な所定のアルゴリズムで目的地までの第1走行ルートを選定する第1ルート選定部731と、所定の走行ルートを走行すると仮定したときにその走行ルート中の非接触給電が行われる給電区間において給電されると予想される予想給電量を算出する電力量予想部732と、第1走行ルートを走行すると仮定したときの予想給電量が所定の基準電力量未満である場合には、予想給電量が基準電力量以上になるような第2走行ルートを選定する第2ルート選定部733と、目的地までの走行ルートとして、第1走行ルートを提案すると共に、第2走行ルートが選定されているときには更に第2走行ルートを提案する走行態様提案部735と、を有する。【選択図】図6
Description
本開示は、走行態様提案装置、ナビゲーション装置及び走行制御装置
に関する。
に関する。
従来、電動車両(BEV、PHEV、HEV等を含む)の走行中に、地面に設けられた地上給電装置から車両へ電力を非接触で給電を行うことが知られている。そして、地上給電装置から車両への給電電力を、地上給電装置が設けられた道路上を走行する時間と、地上給電装置から車両への充電効率とに基づいて算出し、算出された給電電力に基づいて地上給電装置を制御することが検討されている(例えば、特許文献1を参照)。
しかしながら、特許文献1に記載の手法では、車両の走行ルート中の地上給電装置が設けられた給電区間の長さによっては、地上給電装置における送電電力を限界まで大きくしても、車両が目的地に到達するのに十分な電力を車両に供給することができない場合がある。
上記課題に鑑みて、本開示の目的は、車両の走行中に地上給電装置から適切に受電することにより車両の運転に必要な電力を地上給電装置から受電することができるようにすることにある。
本開示の要旨は以下のとおりである。
(1) 車両の目的地までの走行態様を提案する走行態様提案装置であって、
非接触給電とは無関係な所定のアルゴリズムで前記目的地までの第1走行ルートを選定する第1ルート選定部と、
所定の走行ルートを走行すると仮定したときに、該走行ルート中の地上給電装置から前記車両へ非接触給電が行われる給電区間において給電されると予想される予想給電量に関するパラメータの値を予想する電力量予想部と、
前記第1走行ルートを走行すると仮定したときの前記パラメータの予想値が、前記予想給電量が所定の基準電力量未満であることを表す値である場合には、前記予想給電量が前記基準電力量以上になるような第2走行ルートを選定する第2ルート選定部と、
目的地までの走行ルートとして、前記第1走行ルートを提案すると共に、前記第2走行ルートが選定されているときには更に第2走行ルートを提案する走行態様提案部と、を有する、走行態様提案装置。
(2) 各走行ルートに沿って前記車両が前記目的地まで走行するのに必要な電力量に所定の到達時必要電力量を加算した値から、前記車両の現在のバッテリの充電量を減算した値を、前記基準電力量として設定する、基準電力量設定部を更に有する、上記(1)に記載の走行態様提案装置。
(3) 前記到達時必要電力量はゼロである、上記(2)に記載の走行態様提案装置。
(4) 前記電力量予想部は、過去に前記給電区間を走行した車両の平均速度と、該給電区間の長さと、該給電区間を走行しているときの地上給電装置から前記車両への単位時間当たりの予想給電電力とに基づいて予想電力量を算出する、上記(1)~(3)のいずれか一つに記載の走行態様提案装置。
(5) 各走行ルートを走行したときの前記目的地への到達時刻を推定する到達時刻推定部を更に有し、
前記到達時刻推定部は、前記第1走行ルート中に接触給電設備がある場合には、前記第1走行ルートを走行したときの前記目的地への予想到達時刻として、前記目的地に到達したときの前記車両のバッテリの充電量が所定の到達時必要電力量以上になるように前記接触給電設備にて給電を行ったと仮定したときに、前記車両が目的地に到達する時刻を推定する、上記(1)~(4)のいずれか一つに記載の走行態様提案装置。
(6) 上記(1)~(5)のいずれか一つに記載の走行態様提案装置と、
前記走行態様提案装置によって提案された走行ルートのうち道案内すべき走行ルートをユーザに選択させるルート選択部と、
前記ユーザによって選択された走行ルートを目的地までの走行ルートとして設定する走行ルート設定部と、を有する、ナビゲーション装置。
(7) 上記(5)に記載の走行態様提案装置と、
前記走行態様提案装置によって前記第2走行ルートが提案されているときには、前記第1走行ルート及び前記第2走行ルートのうち前記到達時刻推定部によって推定された到達時刻が早い走行ルートを、目的地までの走行ルートとして設定する走行ルート設定部と、を有するナビゲーション装置。
(8) 上記(1)~(5)のいずれか一つに記載の走行態様提案装置と、
前記走行態様提案装置によって前記第2走行ルートが提案されているときには該第2走行ルートを目的地までの走行ルートとして設定する走行ルート設定部と、
前記走行ルート設定部によって設定された走行ルートに沿って車両が自律的に走行するように前記車両を制御する運転制御部と、を有する、車両の走行制御装置。
(9) 上記(5)に記載の走行態様提案装置と、
前記走行態様提案装置によって前記第2走行ルートが提案されているときには、前記第1走行ルート及び前記第2走行ルートのうち前記到達時刻推定部によって推定された到達時刻が早い走行ルートを、目的地までの走行ルートとして設定する走行ルート設定部と、
前記走行ルート設定部によって設定された走行ルートに沿って車両が自律的に走行するように前記車両を制御する運転制御部と、を有する、車両の走行制御装置。
(10) 車両の目的地までの走行態様を提案する走行態様提案装置であって、
非接触給電とは無関係な所定のアルゴリズムで前記目的地までの第1走行ルートを選定する第1ルート選定部と、
所定の走行ルートを走行すると仮定した場合に、該走行ルート中の地上給電装置から前記車両への非接触給電が行われる給電区間を所定の基準速度で走行したときに前記給電区間において給電されると予想される予想給電量に関するパラメータの値を予想する電力量予想部と、
前記第1走行ルートを走行すると仮定したときの前記パラメータの予想値が、前記予想給電量が所定の基準電力量未満であることを表す値である場合には、前記給電区間を前記基準速度よりも遅い目標走行速度で走行することを提案する走行態様提案部と、を有する、走行態様提案装置。
(11) 各走行ルートに沿って前記車両が前記目的地まで走行するのに必要な電力量に所定の到達時必要電力量を加算した値から、前記車両の現在のバッテリの充電量を減算した値を、前記基準電力量として設定する、基準電力量設定部を更に有する、上記(10)に記載の走行態様提案装置。
(12) 前記到達時必要電力量はゼロである、上記(11)に記載の走行態様提案装置。
(13) 前記電力量予想部は、前記給電区間を走行する車両の基準速度と、該給電区間の長さと、該給電区間を走行しているときの地上給電装置から前記車両への単位時間当たりの給電電力とに基づいて予想電力量を算出する、上記(10)~(12)のいずれか一つに記載の走行態様提案装置。
(14) 前記第1走行ルートを走行すると仮定したときの前記パラメータの予想値が、前記予想給電量が前記基準電力量未満であることを表す値である場合には、前記給電される電力量が前記基準電力量以上になるような第2走行ルートを選定する第2ルート選定部を更に有し、
前記走行態様提案部は、前記第2走行ルートが選定されているときには、目的地までの走行ルートとして前記第1走行ルートに加えて前記第2走行ルートを提案する、上記(10)~(13)のいずれか一つに記載の走行態様提案装置。
(15) 上記(14)に記載の走行態様提案装置と、
前記走行態様提案装置によって前記第2走行ルートが提案されていて且つ前記目標走行速度が下限速度未満であるときには、該第2走行ルートを通るように車両を制御する、車両の走行制御装置。
非接触給電とは無関係な所定のアルゴリズムで前記目的地までの第1走行ルートを選定する第1ルート選定部と、
所定の走行ルートを走行すると仮定したときに、該走行ルート中の地上給電装置から前記車両へ非接触給電が行われる給電区間において給電されると予想される予想給電量に関するパラメータの値を予想する電力量予想部と、
前記第1走行ルートを走行すると仮定したときの前記パラメータの予想値が、前記予想給電量が所定の基準電力量未満であることを表す値である場合には、前記予想給電量が前記基準電力量以上になるような第2走行ルートを選定する第2ルート選定部と、
目的地までの走行ルートとして、前記第1走行ルートを提案すると共に、前記第2走行ルートが選定されているときには更に第2走行ルートを提案する走行態様提案部と、を有する、走行態様提案装置。
(2) 各走行ルートに沿って前記車両が前記目的地まで走行するのに必要な電力量に所定の到達時必要電力量を加算した値から、前記車両の現在のバッテリの充電量を減算した値を、前記基準電力量として設定する、基準電力量設定部を更に有する、上記(1)に記載の走行態様提案装置。
(3) 前記到達時必要電力量はゼロである、上記(2)に記載の走行態様提案装置。
(4) 前記電力量予想部は、過去に前記給電区間を走行した車両の平均速度と、該給電区間の長さと、該給電区間を走行しているときの地上給電装置から前記車両への単位時間当たりの予想給電電力とに基づいて予想電力量を算出する、上記(1)~(3)のいずれか一つに記載の走行態様提案装置。
(5) 各走行ルートを走行したときの前記目的地への到達時刻を推定する到達時刻推定部を更に有し、
前記到達時刻推定部は、前記第1走行ルート中に接触給電設備がある場合には、前記第1走行ルートを走行したときの前記目的地への予想到達時刻として、前記目的地に到達したときの前記車両のバッテリの充電量が所定の到達時必要電力量以上になるように前記接触給電設備にて給電を行ったと仮定したときに、前記車両が目的地に到達する時刻を推定する、上記(1)~(4)のいずれか一つに記載の走行態様提案装置。
(6) 上記(1)~(5)のいずれか一つに記載の走行態様提案装置と、
前記走行態様提案装置によって提案された走行ルートのうち道案内すべき走行ルートをユーザに選択させるルート選択部と、
前記ユーザによって選択された走行ルートを目的地までの走行ルートとして設定する走行ルート設定部と、を有する、ナビゲーション装置。
(7) 上記(5)に記載の走行態様提案装置と、
前記走行態様提案装置によって前記第2走行ルートが提案されているときには、前記第1走行ルート及び前記第2走行ルートのうち前記到達時刻推定部によって推定された到達時刻が早い走行ルートを、目的地までの走行ルートとして設定する走行ルート設定部と、を有するナビゲーション装置。
(8) 上記(1)~(5)のいずれか一つに記載の走行態様提案装置と、
前記走行態様提案装置によって前記第2走行ルートが提案されているときには該第2走行ルートを目的地までの走行ルートとして設定する走行ルート設定部と、
前記走行ルート設定部によって設定された走行ルートに沿って車両が自律的に走行するように前記車両を制御する運転制御部と、を有する、車両の走行制御装置。
(9) 上記(5)に記載の走行態様提案装置と、
前記走行態様提案装置によって前記第2走行ルートが提案されているときには、前記第1走行ルート及び前記第2走行ルートのうち前記到達時刻推定部によって推定された到達時刻が早い走行ルートを、目的地までの走行ルートとして設定する走行ルート設定部と、
前記走行ルート設定部によって設定された走行ルートに沿って車両が自律的に走行するように前記車両を制御する運転制御部と、を有する、車両の走行制御装置。
(10) 車両の目的地までの走行態様を提案する走行態様提案装置であって、
非接触給電とは無関係な所定のアルゴリズムで前記目的地までの第1走行ルートを選定する第1ルート選定部と、
所定の走行ルートを走行すると仮定した場合に、該走行ルート中の地上給電装置から前記車両への非接触給電が行われる給電区間を所定の基準速度で走行したときに前記給電区間において給電されると予想される予想給電量に関するパラメータの値を予想する電力量予想部と、
前記第1走行ルートを走行すると仮定したときの前記パラメータの予想値が、前記予想給電量が所定の基準電力量未満であることを表す値である場合には、前記給電区間を前記基準速度よりも遅い目標走行速度で走行することを提案する走行態様提案部と、を有する、走行態様提案装置。
(11) 各走行ルートに沿って前記車両が前記目的地まで走行するのに必要な電力量に所定の到達時必要電力量を加算した値から、前記車両の現在のバッテリの充電量を減算した値を、前記基準電力量として設定する、基準電力量設定部を更に有する、上記(10)に記載の走行態様提案装置。
(12) 前記到達時必要電力量はゼロである、上記(11)に記載の走行態様提案装置。
(13) 前記電力量予想部は、前記給電区間を走行する車両の基準速度と、該給電区間の長さと、該給電区間を走行しているときの地上給電装置から前記車両への単位時間当たりの給電電力とに基づいて予想電力量を算出する、上記(10)~(12)のいずれか一つに記載の走行態様提案装置。
(14) 前記第1走行ルートを走行すると仮定したときの前記パラメータの予想値が、前記予想給電量が前記基準電力量未満であることを表す値である場合には、前記給電される電力量が前記基準電力量以上になるような第2走行ルートを選定する第2ルート選定部を更に有し、
前記走行態様提案部は、前記第2走行ルートが選定されているときには、目的地までの走行ルートとして前記第1走行ルートに加えて前記第2走行ルートを提案する、上記(10)~(13)のいずれか一つに記載の走行態様提案装置。
(15) 上記(14)に記載の走行態様提案装置と、
前記走行態様提案装置によって前記第2走行ルートが提案されていて且つ前記目標走行速度が下限速度未満であるときには、該第2走行ルートを通るように車両を制御する、車両の走行制御装置。
本開示によれば、車両の走行中に地上給電装置から適切に受電することにより車両の運転に必要な電力を地上給電装置から受電することができるようになる。
以下、図面を参照して実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。
(第1実施形態)
<非接触給電システムの全体構成>
<非接触給電システムの全体構成>
図1は、非接触給電システム100の構成を概略的に示す図である。非接触給電システム100は、サーバ1と、地上給電装置2と、車両3とを有し、地上給電装置2から車両3へ磁界共振結合(磁界共鳴)による非接触電力伝送を行う。特に、本実施形態では、非接触給電システム100では、車両3が走行しているときに、地上給電装置2から車両3への非接触電力伝送が行われる。したがって、地上給電装置2は、車両3が走行しているときに車両3へ非接触で電力を伝送し、車両3は、車両3が走行しているときに、地上給電装置2から非接触で電力を受電する。地上給電装置2は、非接触で車両3に送電するように構成された送電装置4を有し、車両3は、非接触で送電装置4から受電するように構成された受電装置5を有する(図3参照)。図1に示されるように、地上給電装置2は、車両3の走行方向に並んで配置され、各地上給電装置2の送電装置は、送電装置4は車両3が走行する道路内(地中)に、例えば車両3が走行する車線の中央に埋め込まれる。
なお、走行中という用語は、車両3が走行のために道路上に位置する状態を意味する。したがって、走行中という用語は、車両3が実際にゼロよりも大きい任意の速度で走っている状態のみならず、例えば信号待ちなどによって道路上で停止している状態も含む。一方、車両3が道路上に位置していても、例えば駐停車されているような場合には、走行中には含まれない。
<サーバの構成>
サーバ1は、地上給電装置2の地上側通信装置22(図4)及び車両3の車両側通信装置61(図5)と通信を行う。具体的には、サーバ1は、光通信回線などで構成される通信ネットワーク15を介して、複数の無線基地局16に接続される。車両側通信装置61及び地上側通信装置22は、広域無線通信を用いて、無線基地局16と通信する。したがって、車両3の車両側通信装置61及び地上給電装置2の地上側通信装置22と、サーバ1とは、広域無線通信を用いて通信を行う。広域無線通信としては、通信距離が長い種々の無線通信を用いることができ、例えば、3GPP、IEEEによって策定された4G、LTE、5G、WiMAX等の任意の通信規格に準拠した通信が用いられる。
サーバ1は、地上給電装置2の地上側通信装置22(図4)及び車両3の車両側通信装置61(図5)と通信を行う。具体的には、サーバ1は、光通信回線などで構成される通信ネットワーク15を介して、複数の無線基地局16に接続される。車両側通信装置61及び地上側通信装置22は、広域無線通信を用いて、無線基地局16と通信する。したがって、車両3の車両側通信装置61及び地上給電装置2の地上側通信装置22と、サーバ1とは、広域無線通信を用いて通信を行う。広域無線通信としては、通信距離が長い種々の無線通信を用いることができ、例えば、3GPP、IEEEによって策定された4G、LTE、5G、WiMAX等の任意の通信規格に準拠した通信が用いられる。
なお、地上側通信装置22は、通信ネットワーク15に有線で接続されていてもよい。したがって、地上側通信装置22は、無線でなく有線でサーバ1に接続されていてもよい。したがって、サーバ1は、車両3と広域無線通信により通信を行うと共に、地上給電装置2と無線又は有線で通信を行う。
図2は、サーバ1のハードウェア構成を概略的に示す図である。サーバ1は、図2に示されるように、外部通信モジュール11と、記憶装置12と、プロセッサ13とを備える。また、サーバ1は、キーボード及びマウスといった入力装置、及び、ディスプレイといった出力装置を有していてもよい。
外部通信モジュール11は、サーバ1外の機器(地上給電装置2、車両3など)と通信を行う。外部通信モジュール11は、サーバ1を通信ネットワーク15に接続するためのインターフェース回路を備える。外部通信モジュール11は、通信ネットワーク15及び無線基地局16を介して、複数の車両3及び地上給電装置2それぞれと通信可能に構成される。
記憶装置12は、揮発性の半導体メモリ(例えば、RAM)、不揮発性の半導体メモリ(例えば、ROM)、ハードディスクドライブ(HDD)、ソリッドステートドライブ(SSD)又は光記録媒体を有する。記憶装置12は、プロセッサ13によって各種処理を実行するためのコンピュータプログラムや、プロセッサ13によって各種処理が実行されるときに使用される各種データを記憶する。また、本実施形態では、記憶装置12は、地図情報を記憶する。地図情報には、道路に関する情報に加えて、地上給電装置2の設置位置情報並びに充電スタンド等の接触給電設備の位置情報及び給電能力情報等の情報が含まれる。
プロセッサ13は、一つ又は複数のCPU及びその周辺回路を有する。プロセッサ13は、GPU、又は論理演算ユニット若しくは数値演算ユニットのような演算回路を更に有していてもよい。プロセッサ13は、サーバ1の記憶装置12に記憶されたコンピュータプログラムに基づいて、各種の演算処理を実行する。
<地上給電装置の構成>
図3は、非接触給電システム100のうち、地上給電装置2と車両3との構成を概略的に示す図である。図4は、コントローラ24及びコントローラ24に接続された機器の概略的な構成図である。図3及び図4に示されるように、地上給電装置2は、送電装置4に加えて、電源21、地上側通信装置22、地上側センサ23及びコントローラ24を備える。電源21、地上側通信装置22及びコントローラ24は、道路内に埋め込まれてもよいし、道路内とは別の場所(地上を含む)に配置されてもよい。
図3は、非接触給電システム100のうち、地上給電装置2と車両3との構成を概略的に示す図である。図4は、コントローラ24及びコントローラ24に接続された機器の概略的な構成図である。図3及び図4に示されるように、地上給電装置2は、送電装置4に加えて、電源21、地上側通信装置22、地上側センサ23及びコントローラ24を備える。電源21、地上側通信装置22及びコントローラ24は、道路内に埋め込まれてもよいし、道路内とは別の場所(地上を含む)に配置されてもよい。
電源21は、送電装置4に電力を供給する。電源21は、例えば、単層交流電力を供給する商用交流電源である。なお、電源21は、三相交流電力を供給する他の交流電源であってもよいし、燃料電池のような直流電源であってもよい。
送電装置4は、電源21から供給された電力を車両3へ送る。送電装置4は、送電側整流回路41、インバータ42及び送電側共振回路43を有する。送電装置4では、電源21から供給される交流電力が送電側整流回路41において整流されて直流電流に変換され、この直流電流がインバータ42において交流電力に変換され、この交流電力が送電側共振回路43に供給される。
送電側整流回路41は、電源21及びインバータ42に電気的に接続される。送電側整流回路41は、電源21から供給される交流電力を整流して直流電力に変換し、直流電力をインバータ42に供給する。送電側整流回路41は例えばAC/DCコンバータである。
インバータ42は送電側整流回路41及び送電側共振回路43に電気的に接続される。インバータ42は、送電側整流回路41から供給された直流電力を、電源21の交流電力よりも高い周波数の交流電力(高周波電力)に変換し、高周波電力を送電側共振回路43に供給する。
送電側共振回路43は、コイル44及びコンデンサ45から構成される共振器を有する。コイル44及びコンデンサ45の各種パラメータ(コイル44の外径及び内径、コイル44の巻数、コンデンサ45の静電容量等)は、送電側共振回路43の共振周波数が所定の設定値になるように定められる。所定の設定値は、例えば10kHz~100GHzであり、好ましくは、非接触電力伝送用の周波数帯域としてSAE TIR J2954規格によって定められた85kHzである。
送電側共振回路43は、コイル44の中心が車線の中央に位置するように、車両3が通過する車線の中央に配置される。インバータ42から供給された高周波電力が送電側共振回路43に印加されると、送電側共振回路43は、送電するための交流磁界を発生させる。なお、電源21が直流電源である場合には、送電側整流回路41は省略されてもよい。
地上側通信装置22は、広域無線通信により無線基地局16と通信し、ひいては通信ネットワーク15を介してサーバ1と通信する。或いは、地上側通信装置22は、有線で通信ネットワーク15に接続されてサーバ1と通信する。また、地上側通信装置22は、信号線を介して、コントローラ24に接続される。
地上側センサ23は、地上給電装置2の状態を検出する。本実施形態では、地上側センサ23は、例えば、送電装置4の各種機器に流れる電流を検出する電流センサ、送電装置4の各種機器に加わる電圧を検出する電圧センサ、及び送電装置4が埋め込まれた道路上の異物を検出する異物センサを含む。地上側センサ23の出力は、コントローラ24に入力される。
コントローラ24は、例えば汎用コンピュータであり、地上給電装置2の各種制御を行う。例えば、コントローラ24は、送電装置4のインバータ42に電気的に接続され、送電装置4による電力送信を制御すべくインバータ42を制御する。さらに、コントローラ24は、地上側通信装置22を制御する。
コントローラ24は、通信インターフェース241、メモリ242及びプロセッサ243を備える。通信インターフェース241、メモリ242及びプロセッサ243は信号線を介して互いに接続されている。
通信インターフェース241は、地上給電装置2を構成する各種機器(例えば、地上側通信装置22、地上側センサ23及びインバータ42など)にコントローラ24を接続するためのインターフェース回路を有する。コントローラ24は、通信インターフェース241を介して他の機器と通信する。
メモリ242は、例えば、揮発性の半導体メモリ(例えば、RAM)、不揮発性の半導体メモリ(例えば、ROM)等を有する。メモリ242は、プロセッサ243において各種処理を実行するためのコンピュータプログラムや、プロセッサ243によって各種処理が実行されるときに使用される各種データ等を記憶する。
プロセッサ243は、一つ又は複数のCPU(Central Processing Unit)及びその周辺回路を有する。プロセッサ243は、論理演算ユニット又は数値演算ユニットのような演算回路を更に有していてもよい。プロセッサ243は、メモリ242に記憶されたコンピュータプログラムに基づいて、各種処理を実行する。
<車両の構成>
図5は、車両3のECU70及びECU70に接続された機器の概略的な構成図である。図3に示されるように、車両3は、受電装置5に加えて、モータ31、バッテリ32及びパワーコントロールユニット(PCU)33を有する。加えて、図5に示されるように、車両3は、車両側通信装置61、GNSS受信機62、ストレージ装置63、複数の車両側センサ64、ヒューマンマシンインターフェース(HMI)65、車両アクチュエータ66及び電子制御ユニット(ECU)70を更に備える。本実施形態では、車両3は、モータ31が車両3を駆動する電動車両(BEV)である。しかしながら、車両3は、モータ31に加えて内燃機関が車両3を駆動するハイブリッド車両(HEV、PHEV)であってもよい。
図5は、車両3のECU70及びECU70に接続された機器の概略的な構成図である。図3に示されるように、車両3は、受電装置5に加えて、モータ31、バッテリ32及びパワーコントロールユニット(PCU)33を有する。加えて、図5に示されるように、車両3は、車両側通信装置61、GNSS受信機62、ストレージ装置63、複数の車両側センサ64、ヒューマンマシンインターフェース(HMI)65、車両アクチュエータ66及び電子制御ユニット(ECU)70を更に備える。本実施形態では、車両3は、モータ31が車両3を駆動する電動車両(BEV)である。しかしながら、車両3は、モータ31に加えて内燃機関が車両3を駆動するハイブリッド車両(HEV、PHEV)であってもよい。
モータ31は、例えば交流同期モータであり、電動機及び発電機として機能する。モータ31は、電動機として機能するとき、バッテリ32に蓄えられた電力を動力源として駆動される。モータ31の出力は減速機及び車軸を介して車輪30に伝達される。一方、車両3の減速時には車輪30の回転によってモータ31が駆動され、モータ31は発電機として機能して回生電力を発電する。
バッテリ32は、充電可能な二次電池であり、例えば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池等から構成される。バッテリ32は車両3の走行に必要な電力(例えばモータ31の駆動電力)を蓄える。送電装置4から受電装置5が受電した電力が供給されると、バッテリ32が充電される。また、モータ31によって発電された回生電力がバッテリ32に供給されると、バッテリ32が充電される。バッテリ32が充電されると、バッテリ32の充電量が回復する。なお、バッテリ32は、車両3に設けられた充電ポートを介して地上給電装置2以外の外部電源によっても充電可能であってもよい。
PCU33はバッテリ32及びモータ31に電気的に接続される。PCU33は、インバータ、昇圧コンバータ及びDC/DCコンバータを有する。インバータは、バッテリ32から供給された直流電力を交流電力に変換し、交流電力をモータ31に供給する。一方、インバータは、モータ31によって発電された交流電力(回生電力)を直流電力に変換し、直流電力をバッテリ32に供給する。昇圧コンバータは、バッテリ32に蓄えられた電力がモータ31に供給されるときに、必要に応じてバッテリ32の電圧を昇圧する。DC/DCコンバータは、バッテリ32に蓄えられた電力がヘッドライト等の電子機器に供給されるときに、バッテリ32の電圧を降圧する。
受電装置5は、送電装置4から受電し、受電した電力をバッテリ32に供給する。受電装置5は、図3に示されるように、受電側共振回路51、受電側整流回路54及び充電回路55を有する。
受電側共振回路51は、路面との距離が小さくなるように車両3の底部に配置される。本実施形態では、受電側共振回路51は、車幅方向において車両3の中央に配置される。受電側共振回路51は、送電側共振回路43と同様の構成を有し、コイル52及びコンデンサ53から構成される共振器を有する。コイル52及びコンデンサ53の各種パラメータ(コイル52の外径及び内径、コイル52の巻数、コンデンサ53の静電容量等)は、受電側共振回路51の共振周波数が送電側共振回路43の共振周波数と一致するように定められる。なお、受電側共振回路51の共振周波数と送電側共振回路43の共振周波数とのずれ量が小さければ、例えば受電側共振回路51の共振周波数が送電側共振回路43の共振周波数の±20%の範囲内であれば、受電側共振回路51の共振周波数は送電側共振回路43の共振周波数と必ずしも一致している必要はない。
図3に示されるように受電側共振回路51が送電側共振回路43と対向しているときに、送電側共振回路43によって交流磁界が生成されると、交流磁界の振動が、送電側共振回路43と同一の共振周波数で共鳴する受電側共振回路51に伝達される。この結果、電磁誘導によって受電側共振回路51に誘導電流が流れ、誘導電流によって受電側共振回路51において誘導起電力が発生する。すなわち、送電側共振回路43は受電側共振回路51へ送電し、受電側共振回路51は送電側共振回路43から受電する。
受電側整流回路54は受電側共振回路51及び充電回路55に電気的に接続される。受電側整流回路54は、受電側共振回路51から供給される交流電力を整流して直流電力に変換し、直流電力を充電回路55に供給する。受電側整流回路54は例えばAC/DCコンバータである。
充電回路55は受電側整流回路54及びバッテリ32に電気的に接続される。特に、バッテリ32へは、リレー38を介して接続される。充電回路55は、受電側整流回路54から供給された直流電力をバッテリ32の電圧レベルに変換してバッテリ32に供給する。送電装置4から送電された電力が受電装置5によってバッテリ32に供給されると、バッテリ32が充電される。充電回路55は例えばDC/DCコンバータである。
車両側通信装置61、広域無線通信により無線基地局16と通信し、ひいては通信ネットワーク15を介してサーバ1と通信する。また、車両側通信装置61は、車内ネットワークを介してECU70に接続される。
GNSS受信機62は、複数(例えば3つ以上)の測位衛星から得られる測位情報に基づいて、車両3の自己位置(例えば車両3の緯度及び経度)を検出する。具体的には、GNSS受信機62は、複数の測位衛星を捕捉し、測位衛星から発信された電波を受信する。そして、GNSS受信機62は、電波の発信時刻と受信時刻との差に基づいて測位衛星までの距離を算出し、測位衛星までの距離及び測位衛星の位置(軌道情報)に基づいて車両3の自己位置を検出する。GNSS受信機62の出力、すなわちGNSS受信機62によって検出された車両3の自己位置は車内ネットワークを介してECU70に送信される。このGNSS受信機62として、例えば、GPS受信機が用いられる。
ストレージ装置63は、データを記憶する。ストレージ装置63は、例えば、ハードディスクドライブ(HDD)、ソリッドステートドライブ(SSD)又は光記録媒体を備える。本実施形態では、ストレージ装置63は、地図情報を記憶する。地図情報には、道路に関する情報に加えて、地上給電装置2の設置位置情報並びに充電スタンド等の接触給電装置の位置情報及び給電能力情報等の情報が含まれる。ECU70はストレージ装置63から地図情報を取得する。なお、ストレージ装置63には地図情報が含まれていなくてもよく、この場合、ECU70は車両側通信装置61を介して車両3の外部(例えば、サーバ1)から地図情報を取得してもよい。
車両側センサ64は、車両3の状態及び車両3周りの状態を検出する。本実施形態では、車両側センサ64は、車両3の状態を検出するセンサとして、例えば、バッテリ32の充電量を検出する充電量センサ、車両3の速度を検出する速度センサ、バッテリ32の充電電流値及び放電電流値を検出する電流センサ、受電装置5の各種機器に流れる電流を検出する電流センサ等を含む。また、車両3が、自律運転車両である場合には、車両側センサ64は、車両3周りの状態を検出するセンサとして、車両3の周りを撮影するカメラ、車両3の周りの物体までの距離を検出する測距センサ(LiDAR、ミリ波レーダ等)を含む。車両側センサ64の出力は、車内ネットワークを介してECU70に入力される。
HMI65は、車内ネットワークを介してECU70から受け取った通知用の情報を、車両3のドライバへ通知する。したがって、HMI65は、情報をドライバへ通知する通知装置として機能する。具体的には、HMI65は、例えば、液晶ディスプレイといった表示装置、速度計等のメータ、警告灯、及びスピーカを有する。また、HMI65は、乗員からの入力を受け付け、車内ネットワークを介して受け付けた入力をECU70に送信する。したがって、HMI65は、乗員又はドライバからの入力を受け付ける入力装置として機能する。具体的には、HMI65は、タッチパネル、スイッチ、ボタン及びリモコンを有する。HMI65は、例えば、インストルメントパネルに設けられる。
車両アクチュエータ66は、車両3の運転を制御するのに用いられるアクチュエータ(PCU33、モータ31を除く)である。具体的には、車両アクチュエータ66は、例えば、内燃機関を制御する駆動アクチュエータと、車両3を制動するブレーキを制御する制動アクチュエータとを有する。車両アクチュエータ66は、車両3の操舵を制御する操舵アクチュエータを有していてもよい。車両アクチュエータ66は、ECU70から車内ネットワークを介して送信された制御信号に従って、車両3の加速及び制動を制御し、操舵アクチュエータを有するときには車両3の操舵を制御する。
ECU70は車両3の各種制御を行う。例えば、ECU70は、受電装置5の充電回路55に電気的に接続され、送電装置4から送信された電力によるバッテリ32の充電を制御すべく充電回路55を制御する。また、ECU70は、PCU33に電気的に接続され、バッテリ32とモータ31との間の電力の授受を制御すべくPCU33を制御する。さらに、ECU70は、車内ネットワークを介して接続された機器、例えば、車両側通信装置61、ストレージ装置63、HMI65及び車両アクチュエータ66を制御する。
ECU70は、CAN(Controller Area Network)等の規格に準拠した車内ネットワークを介して、PCU33、充電回路55、車両側通信装置61、GNSS受信機62、ストレージ装置63、車両側センサ64、HMI65、車両アクチュエータ66に接続される。ECU70は、通信インターフェース71、メモリ72及びプロセッサ73を有する。通信インターフェース71、メモリ72及びプロセッサ73は信号線を介して互いに接続されている。
通信インターフェース71は、車内ネットワークにECU70を接続するためのインターフェース回路を有する。ECU70は、通信インターフェース71を介して他の機器と通信する。
メモリ72は、例えば、揮発性の半導体メモリ(例えば、RAM)及び不揮発性の半導体メモリ(例えばROM)を有する。メモリ72は、プロセッサ73において各種処理を実行するためのコンピュータプログラムや、プロセッサ73によって各種処理が実行されるときに使用される各種データ等を記憶する。
プロセッサ73は、一つ又は複数のCPU(Central Processing Unit)及びその周辺回路を有する。プロセッサ73は、論理演算ユニット又は数値演算ユニットのような演算回路を更に有していてもよい。プロセッサ73は、メモリ72に記憶されたコンピュータプログラムに基づいて、各種処理を実行する。
本実施形態では、プロセッサ73は、車両3の目的地までの走行態様を提案する走行態様提案装置として機能する。加えて、プロセッサ73は、車両3のユーザに目的地までの道案内をするナビゲーション装置としても機能する。
<走行態様の提案>
ところで、車両3のユーザに目的地までの道案内をするナビゲーション装置や、車両3を少なくとも部分的に自律的に運転する自律運転車両では、走行態様提案装置が、車両3の目標走行ルートや車両3の走行速度を含む走行態様を提案する。ナビゲーション装置では、このようにして提案された目標走行ルートに沿ってユーザへの道案内が行われる。また、自律運転車両では、このようにして提案された目標走行ルートに沿って車両3が走行されたり、このようにして提案された目標走行速度に基づいて車両3の速度が調節されたりする。
ところで、車両3のユーザに目的地までの道案内をするナビゲーション装置や、車両3を少なくとも部分的に自律的に運転する自律運転車両では、走行態様提案装置が、車両3の目標走行ルートや車両3の走行速度を含む走行態様を提案する。ナビゲーション装置では、このようにして提案された目標走行ルートに沿ってユーザへの道案内が行われる。また、自律運転車両では、このようにして提案された目標走行ルートに沿って車両3が走行されたり、このようにして提案された目標走行速度に基づいて車両3の速度が調節されたりする。
一般的に、このような目標走行ルートは、車両3が目的地に到達する予定時刻や、車両3が目的地に到達するのに必要な通行料金などに基づいて設定される。また、目標走行速度は、例えば、道路毎に定められた制限速度、又はユーザによって定められた上限速度を超えない範囲で最も速くなるような速度に設定される。
ところが、車両3の走行中における地上給電装置2から車両3への給電を考慮した場合には、上述したようにして設定された走行態様が必ずしも最適であるとは限らない。
図6は、目的地までの走行ルートを概略的に示す図である。図中の区間Xは、地上給電装置2が車線に沿って埋め込まれている領域を示している。したがって、車両3がこの区間X上を通過するときには、地上給電装置2から車両3への給電が行われる。
図6に示された例において、図中の車両3が目的地Yへ向かうことを考える。このとき、車両3のナビゲーションシステム及び自律運転車両において車両3の走行ルートを選定するルート選定部は、一般的に、目的地までの走行距離が最も短いルートAを選定する。しかしながら、このルートA中の給電区間Xは比較的短い。したがって、車両3のバッテリ32の充電量が低いと、ルートA中の給電区間Xにおいて給電が行われても車両3のバッテリ32には十分な充電が行われず、車両3が目的地Yに到達する前にバッテリ32の充電量がほぼゼロになってしまう可能性がある。
一方、図6には、ルートAとは別の、目的地YまでのルートBが示されている。ルートBは、ルートAよりも走行距離が長くなるものの、ルートB中の全体的な給電区間Xは比較的長い。したがって、車両3のバッテリ32の充電量が低くても、ルートB中の給電区間Xにおいて給電が行われることによって車両3のバッテリ32に十分な充電が行われ、よって車両3はバッテリ32の充電量がほぼゼロになることなく目的地Yに到達することができる。そこで、本実施形態の走行態様提案装置は、地上給電装置2からの給電を考慮して車両3の走行態様、特に走行ルートを提案する。
<走行態様提案装置及びナビゲーション装置>
本実施形態では、走行態様提案装置によって車両の目的地までの走行ルートが提案されると共に、ナビゲーション装置によって走行ルートが設定され且つ設定された走行ルートに沿った道案内が行われる。
本実施形態では、走行態様提案装置によって車両の目的地までの走行ルートが提案されると共に、ナビゲーション装置によって走行ルートが設定され且つ設定された走行ルートに沿った道案内が行われる。
図7は、車両3のプロセッサ73の機能ブロック図である。図7に示されるように、プロセッサ73は、第1ルート選定部731、電力量予想部732、第2ルート選定部733、基準電力量設定部734、走行態様提案部735、ルート選択部736及び走行ルート設定部737を有する。走行態様提案装置は、第1ルート選定部731、電力量予想部732、第2ルート選定部733、基準電力量設定部734及び走行態様提案部735を含む。また、ナビゲーション装置は、第1ルート選定部731、電力量予想部732、第2ルート選定部733、基準電力量設定部734、走行態様提案部735、ルート選択部736及び走行ルート設定部737を含む。
第1ルート選定部731は、地上給電装置2から車両3への非接触給電とは無関係な所定のアルゴリズムで目的地までの第1走行ルートを選定する。所定のアルゴリズムは、一般的にナビゲーションシステムや自律走行車両のルート選定部によって選定される走行ルートと同様な走行ルートである。したがって、第1ルート選定部731は、例えば、車両3が目的地に到達する到達予定時刻が最も早くなるような走行ルートを第1走行ルートとして選定する。或いは、第1ルート選定部731は、例えば、車両3が目的地に到達するのに必要な通行料金が最低限である走行ルートのうち目的地に到達する到達予定時刻が最も早くなるような走行ルートを第1走行ルートとして選定する。第1ルート選定部731が第1走行ルートを選定するアルゴリズムは、HMI65を介してユーザによって予め重力されていてもよい。
電力量予想部732は、車両3が目的地まで所定の走行ルートを走行すると仮定したときに、その走行ルート中の地上給電装置2から車両3へ非接触給電が行われる給電区間において給電されると予想される予想給電量を算出する。
本実施形態では、電力量予想部732は、例えば、過去に給電区間を走行した様々な車両3の給電区間における平均速度と、給電区間の長さと、給電区間を走行しているときの地上給電装置2から車両3への単位時間当たりの予想給電電力とに基づいて予想給電量を算出する。例えば、電力量予想部732は、給電区間の長さを平均速度で除算した値に単位時間当たりの予想給電電力を乗算することによって予想給電量を算出する。図6に示される例では、ルートA中の給電区間Xにおいて給電されると予想される予想給電量は、この給電区間Xにおける平均速度と、この給電区間Xの長さLと、この給電区間Xを走行しているときの単位時間当たりの予想給電電力とに基づいて算出される。
給電区間Xにおける平均速度は、通信ネットワーク15を介してサーバ1から送信される。サーバ1は、例えば、サーバ1と通信可能な範囲内に位置する地上給電装置2付近を走行する多数の車両3との通信によりこれら車両3から自己位置の情報を受信する。そして、サーバ1は、各車両3の自己位置の推移に基づいて、各地上給電装置2上を走行する車両3の平均速度、すなわち各給電区間における平均速度を算出する。加えて、サーバ1は、サーバ1と通信可能な範囲内を走行中の車両3に、このようにして算出した各給電区間における平均速度を送信する。この結果、各車両3のメモリ72には、車両3の現在位置周辺の給電区間における平均速度が格納される。なお、サーバ1は、各車両3の自己位置の情報のみからではなく、各車両3の自己位置及び速度の情報に基づいて、各給電区間における平均速度を算出するなど、様々な方法で各給電区間における平均速度を算出することが可能である。給電区間Xの長さは地図情報としてストレージ装置63に記憶されている。
また、単位時間当たりの給電電力は、主に地上給電装置2の送電装置4の種類及び車両3の受電装置5の種類に応じて変化する。例えば、送電装置4のコイル44が強力な磁界を発生させることができるように構成されている場合には、単位時間当たりの給電電力が大きくなる。したがって、単位時間当たりの予想給電電力Ptは、ストレージ装置63に地図情報として記憶されている各地上給電装置2の送電装置4の種類等に基づいて、算出される。なお、単位時間当たりの給電電力は、それ以外の要素に基づいて算出されてもよい。例えば、何らかの事情により或る地上給電装置2がその上限送電電力を制限して送電を行っている場合には、この制限された送電電力に基づいて単位時間当たりの給電電力が算出される。この場合、サーバ1が制限された上限送電電力を車両3に通信ネットワーク15を介して送信し、各車両3の電力量予想部732は送信された上限送電電力に基づいて単位時間当たりの給電電力を算出する。
第2ルート選定部733は、第1ルート選定部731によって選定された第1走行ルートを走行すると仮定したときに電力量予想部732によって算出された予想給電量が、所定の基準電力量未満である場合は、予想給電量が基準電力量以上になるような第2走行ルートを選定する。
具体的には、例えば、第2ルート選定部733は、算出された予想給電量が基準電力量未満である場合、まず、第1走行ルートを除く、目的地までの複数の走行ルートを検索する。そして、検索された各走行ルートについて、電力量予想部732によって予想給電量が算出される。第2ルート選定部733は、検索された各走行ルートについて、予想給電量がその走行ルートについての基準電力量以上であるか否かを判断する。そして、第2ルート選定部733は、予想給電量が基準電力量以上である走行ルートのうち到達予定時刻が最も早い走行ルートを第2走行ルートとして選定する。
基準電力量設定部734は、第2ルート選定部733において用いられる基準電力量を設定する。特に、本実施形態では、基準電力量設定部734は、走行ルート毎に、その走行ルートに対応する基準電力量を設定する。具体的には、本実施形態では、基準電力量設定部734は、各走行ルートに沿って車両3が目的地まで走行するのに必要な電力量に所定の到達時必要電力量を加算した値から、車両3の現在のバッテリ32の充電量を減算した値を、基準電力量として設定する。
ここで、走行ルートに沿って車両3が目的地まで走行するのに必要な電力量は、車両3の現在位置から目的地までの走行距離、目的地の標高から現在位置の標高を減算した標高差などに基づいて算出される。走行距離が長いほど、また、標高差が大きいほど必要な電力量が多いものとして算出される。また、必要な電力量には、その他にも、車両3の冷暖房に必要になると予想される電力量などが加算されてもよい。また、現在のバッテリ32の充電量は、バッテリ32の充電量を検出する車両側センサ64によって検出される。
また、到達時必要電力量は、車両3が目的地に到達したときにバッテリ32に残っていることが必要な電力量である。したがって、車両3がBEVであって車両3が目的地に到達することが求められる場合には、到達時必要電力量はゼロに設定される。また、目的地に到達してもバッテリ32の電力量が残っていることが必要である場合には、到達時必要電力量は任意の正の値に設定される。また、車両3がHEV又はPHEVであって、車両3が目的地に到達するまでに内燃機関によって発電を行うことができる場合には、到達時必要電力量は任意の負の値に設定される。
走行態様提案部735は、目的地までの走行ルートとして、第1ルート選定部731によって選定された第1走行ルートを提案すると共に、第2ルート選定部733によって第2走行ルートが選定されているときには更に第2走行ルートを提案する。
ルート選択部736は、走行態様提案部735によって提案された走行ルートのうち道案内すべき走行ルートをユーザに選択させる。すなわち、ルート選択部736は、第1走行ルートと第2走行ルートのうちいずれの走行ルートに沿って道案内すべきかをユーザに選択させる。具体的には、ルート選択部736は、HMI65の表示装置に、第1走行ルートと第2走行ルートとを表示させる。加えて、ルート選択部736は、HMI65の表示装置に、各走行ルートを走行した際の到達予定時刻と、到達時におけるバッテリ32の予想充電量とを表示させる。そして、ルート選択部736は、入力装置として機能するHMI65を介して、目的地まで道案内するにあたって採用する走行ルートのユーザからの入力を受け付ける。
走行ルート設定部737は、ルート選択部736においてユーザによって選択された走行ルートを、目的地までの走行ルートとして設定する。したがって、ルート選択部736においてユーザが第2走行ルートを選択した場合には、走行ルート設定部737は、目的地までの走行ルートとして第2走行ルートを設定する。このように目的地までの走行ルートが設定されると、この走行ルートに沿ったユーザへの道案内がHMI65の表示装置やスピーカを介して行われる。
なお、本実施形態では、走行ルート設定部737は、ルート選択部736おいてユーザによって選択された走行ルートを、目的地までの走行ルートとして設定する。しかしながら、走行ルート設定部737は、第2ルート選定部733によって第2走行ルートが選定されているときにはユーザに選択させることなく第2走行ルートを目的地までの走行ルートとして設定し、第2ルート選定部733によって第2走行ルートが選定されていないときには第1走行ルートを目的地までの走行ルートとして設定してもよい。
また、本実施形態では、電力量予想部732は、各給電区間において給電されると予想される予想給電量を予想している。しかしながら、電力量予想部732は、必ずしも各給電区間において給電されると予想される予想給電量を予想する必要はなく、予想給電量に関する他のパラメータを予想してもよい。具体的には、例えば、予想給電量の代わりに、各給電区間上を走行する予想走行時間(平均速度に給電区間の長さLを乗算した値)を算出してもよい。この場合、第1走行ルートを走行すると仮定したときのパラメータの予想値が、予想給電量が所定の基準電力量未満であることを表す値である場合には、第2ルート選定部733は、予想給電量が基準電力量以上になるような第2走行ルートを選定する。
図8は、走行態様提案装置において行われる走行態様提案処理の流れを示すフローチャートである。図8に示される走行態様提案処理は、例えば、目的地が新しく入力された場合や、車両3の自己位置が過去に設定された走行ルートから外れた場合に実行される。
図8に示されるように、まず、第1ルート選定部731が、非接触給電とは無関係な所定のアルゴリズムで目的地までの第1走行ルートを選定する(ステップS11)。図6に示される例では、第1ルート選定部731は、例えば、ルートAを選定する。
次いで、電力量予想部732が、車両3が目的地まで第1走行ルートを走行すると仮定したときに、第1走行ルート中の地上給電装置2から車両3へ非接触給電が行われる給電区間において給電されると予想される予想給電量Qpを算出する(ステップS12)。したがって、図6に示される例では、電力量予想部732は、ルートA中の給電区間Xにおいて給電されると予想される予想給電量を予想する。
次いで、基準電力量設定部734が、第1走行ルートに対応する基準電力量Qsを設定する(ステップS13)。
次いで、第2ルート選定部733が、ステップS12において算出された予想給電量Qpが、ステップS13において算出された基準電力量Qs未満であるか否かを判定する(ステップS14)。ステップS14において予想給電量Qpが基準電力量Qs以上であると判定された場合には、第2ルート選定部733は第2走行ルートを選定しない。したがって、走行態様提案部735は、目的地までの走行ルートとして、ステップS11において選定された第1走行ルートのみを提案する。
一方、ステップS14において予想給電量Qpが基準電力量Qs未満であると判定された場合には、第2ルート選定部733が第2走行ルートを選定する(ステップS16)。次いで、走行態様提案部735は、目的地までの走行ルートとして、ステップS11において選定された第1走行ルートとステップS16で選定された第2走行ルートとを提案する(ステップS17)。
本実施形態では、予想給電量が基準電力量未満であるときに、第1走行ルートに加えて、予想給電量が基準電力量以上になる第2走行ルートが提案される。したがって、本実施形態によれば、車両の走行中に地上給電装置から適切に受電することができる走行ルートが提案され、よって車両3の運転に必要な電力を地上給電装置2から受電することができるようになる。
(第2実施形態)
次に、図9及び図10を参照して、第2実施形態に係る非接触給電システムについて説明する。以下では、第1実施形態に係る非接触給電システムと異なる部分を中心に説明する。本実施形態では、車両3のECU70のプロセッサ73は、到達時刻推定部738を有する。
次に、図9及び図10を参照して、第2実施形態に係る非接触給電システムについて説明する。以下では、第1実施形態に係る非接触給電システムと異なる部分を中心に説明する。本実施形態では、車両3のECU70のプロセッサ73は、到達時刻推定部738を有する。
図9は、第2実施形態に係る車両3のプロセッサ73の、図7と同様な機能ブロック図である。図9に示されるように、本実施形態に係るプロセッサ73は、第1ルート選定部731、電力量予想部732、第2ルート選定部733、基準電力量設定部734、走行態様提案部735及び走行ルート設定部737に加えて、到達時刻推定部738を有する。ナビゲーション装置は、これら各部を含む。
到達時刻推定部738は、第1走行ルート及び第2走行ルートが共に選定された場合に、第1走行ルート及び第2走行ルートの各走行ルートを走行したときの目的地への到達時刻を推定する。本実施形態では、到達時刻推定部738は、第1走行ルート中に充電スタンド等の接触給電設備がある場合には、車両3が接触給電設備にて給電を行ったと仮定したときに車両3が目的地に到達する時刻を推定する。特に、本実施形態では、到達時刻推定部738は、目的地に到達したときの車両3のバッテリ32の充電量が上述した到達時必要電力量以上になるように接触給電設備にて給電を行ったと仮定したときに、車両3が目的地に到達する時刻を、予想到達時刻として推定する。
ここで、上述したように、車両3のストレージ装置63に記憶された地図情報には、接触給電設備の位置情報及び給電能力情報が記憶されている。したがって、到達時刻推定部738は、ストレージ装置63に記憶された地図情報に基づいて、第1走行ルート中に接触充電設備があるか否かを判定する。また、到達時刻推定部738は、第1走行ルート中に接触充電設備があると判定した場合には、接触給電設備における給電能力情報と、接触給電設備において給電が必要な電力量とに基づいて、接触給電設備における給電時間を算出する。到達時刻推定部738は、サーバ1から送信された接触給電設備の混雑度合い等に基づいて接触給電設備における給電時間を算出してもよい。そして、到達時刻推定部738は、接触給電設備に寄らずに第1走行ルートを走行したときの目的地への到達時刻に、算出された給電時間を加算することで、接触給電設備にて給電を行ったと仮定したときの目的地への予想到達時刻を推定する。
本実施形態では、走行ルート設定部737は、第2ルート選定部733によって第2走行ルートが選定されているときには、第1走行ルート及び第2走行ルートのうち、到達時刻推定部738によって推定された到達時刻が早い方の走行ルートを、目的地までの走行ルートとして設定する。このように目的地までの走行ルートが設定されると、この走行ルートに沿ったユーザへの道案内がHMI65の表示装置やスピーカを介して行われる。
本実施形態では、第1走行ルートを走行したときに接触給電設備において給電が行われる場合を考慮して、各走行ルートを走行したときの予想到達時刻が推定される。したがって、バッテリ32の充電量を維持しつつ予想到達時刻のより早い走行ルートを通って目的地に到達することができる。
図10は、走行態様提案装置を含むナビゲーション装置において行われる走行ルートの設定処理の流れを示すフローチャートである。図10に示される設定処理は、走行態様提案処理と同様に、例えば、目的地が新しく入力された場合や、車両3の自己位置が過去に設定された走行ルートから外れた場合に実行される。なお、図10のステップS21~S27は、図8のステップS11~S17と同様であるため説明を省略する。
ステップS27にて走行態様提案部735が二つの走行ルートを提案すると、到達時刻推定部738が第1走行ルート中に接触給電設備があるか否かを判定する(ステップS28)。到達時刻推定部738は、ストレージ装置63に記憶された地図情報から接触給電設備の設置位置を取得し、取得した設置位置が第2走行ルート上に位置するか否かを判定する。ステップS28において第2走行ルートに接触給電設備があると判定された場合には、到達時刻推定部738が、各走行ルートについて目的地への到達予想時刻を推定する(ステップS29)。特に、到達時刻推定部738は、第1走行ルートについては、接触給電設備において給電を行ったと仮定したときの目的地への到達予想時刻を推定する。
次いで、走行ルート設定部737が、第2走行ルートを走行したときの到達予想時刻が、第1走行ルートを走行したときの到達予想時刻よりも早いか否かを判定する(ステップS30)。ステップS30において第2走行ルートを走行したときの到達予想時刻が、第1走行ルートを走行したときの到達予想時刻よりも早いと判定された場合には、走行ルート設定部737は、目的地への走行ルートを第2走行ルートに設定する(ステップS31)。一方、ステップS30において第2走行ルートを走行したときの到達予想時刻が、第1走行ルートを走行したときの到達予想時刻よりも遅いと判定された場合には、走行ルート設定部737は、目的地への走行ルートを第1走行ルートに設定する(ステップS32)。また、ステップS28において第2走行ルートに接触給電設備がないと判定された場合には、走行ルート設定部737は、目的地への走行ルートを第2走行ルートに設定する(ステップS31)。
(第3実施形態)
次に、図11を参照して、第3実施形態に係る非接触給電システムについて説明する。以下では、第1実施形態及び第2実施形態に係る非接触給電システムと異なる部分を中心に説明する。上記実施形態では、車両3のECU70のプロセッサ73は、ナビゲーション装置として機能していたのに対して、本実施形態では、プロセッサ73は、車両3を自律運転させる走行制御装置として機能する。
次に、図11を参照して、第3実施形態に係る非接触給電システムについて説明する。以下では、第1実施形態及び第2実施形態に係る非接触給電システムと異なる部分を中心に説明する。上記実施形態では、車両3のECU70のプロセッサ73は、ナビゲーション装置として機能していたのに対して、本実施形態では、プロセッサ73は、車両3を自律運転させる走行制御装置として機能する。
図11は、第3実施形態に係る車両3のプロセッサ73の、図7と同様な機能ブロック図である。図11に示されるように、本実施形態に係るプロセッサ73は、第1ルート選定部731、電力量予想部732、第2ルート選定部733、基準電力量設定部734、走行態様提案部735及び走行ルート設定部737に加えて、到達時刻推定部738及び運転制御部739を有する。走行制御装置は、これら各部を含む。
本実施形態では、走行ルート設定部737は、第2実施形態に係る車両3の走行ルート設定部737と同様に、目的地までの走行ルートを設定する。
運転制御部739は、走行ルート設定部737によって設定された走行ルートに沿って車両が自律的に走行するように車両3を制御する。具体的には、運転制御部739は、車両側センサ64のカメラ、LiDAR、ミリ波レーダ等の出力に基づいて車両3の周りの物体を検出する。加えて、運転制御部739は、GNSS受信機62によって検出された車両3の自己位置情報を取得する。そして、運転制御部739は、車両3の現在の位置から数百メートル先までの目標走行経路(各地点での目標速度を含む)を設定する。加えて、運転制御部739は、このようにして設定された目標走行経路に従って車両3を走行させるべく、モータ31及び車両アクチュエータ66を駆動する。この結果、車両3は、走行ルート設定部737によって設定された走行ルートに沿って自律的に走行するようになる。
なお、走行ルート設定部737は、第2ルート選定部733によって第2走行ルートが提案されているときには第2走行ルートを目的地までの走行ルートとして設定するように構成されてもよい。これにより、車両3は、ユーザが接触給電設備にて給電することなく、且つバッテリ32の充電量が途中でほぼゼロになることなく、自律的に目的地に到達することができる。
(第4実施形態)
次に、図12を参照して、第4実施形態に係る非接触給電システムについて説明する。以下では、第1実施形態から第3実施形態に係る非接触給電システムと異なる部分を中心に説明する。
次に、図12を参照して、第4実施形態に係る非接触給電システムについて説明する。以下では、第1実施形態から第3実施形態に係る非接触給電システムと異なる部分を中心に説明する。
上述した第1実施形態から第3実施形態では、第1走行ルートを走行したと仮定したときの予想給電量が基準電力量未満である場合には、第2走行ルートが提案される。これに対して、本実施形態では、斯かる場合には、第1走行ルート中の給電区間を走行する走行速度を低下させて、給電時間を長くすることが提案される。
図12は、第4実施形態に係る車両3のプロセッサ73の、図7と同様な機能ブロック図である。図9に示されるように、本実施形態に係るプロセッサ73は、第1ルート選定部731、電力量予想部732、基準電力量設定部734、走行態様提案部740及び走行速度提示部741を有する。第1ルート選定部731、電力量予想部732、基準電力量設定部734については、上述した実施形態と同様であるため、説明を省略する。
本実施形態における走行態様提案部740は、第1ルート選定部731によって選定された第1走行ルートを、目的地までの走行ルートとして提案する。加えて、走行態様提案部740は、第1ルート選定部731によって選定された第1走行ルートを走行すると仮定したときに電力量予想部732によって算出された予想給電量が所定の基準電力量未満である場合は、第1走行ルート中の給電区間を、平均速度よりも遅い目標走行速度で走行することを提案する。
また、目標走行速度は、目標走行速度で車両3が第1走行ルート中の給電区間上を走行すれば、予想給電量が基準電力量以上となるような任意の速度である。ただし、予想給電量が大きくなるようにすると目標走行速度が遅くなり、給電区間を走行中に周りの車両に迷惑をかけることになるため、目標走行速度は予想給電量が基準電力量になるような速度であることが好ましい。
走行速度提示部741は、走行態様提案部740によって提案された第1走行ルートを目的地までの走行ルートとして設定する。したがって、第1走行ルートに沿ったユーザへの道案内がHMI65の表示装置やスピーカを介して行われる。加えて、走行速度提示部741は、第1走行ルート中の給電区間における車両3の目標走行速度をユーザに提示する。具体的には、走行速度提示部741は、表示装置に第1走行ルート中の給電区間の位置とその給電区間における目標走行速度を表示すると共に、車両3がその給電区間を走行する直前又は走行中に目標走行速度で走行するようユーザへの音声案内をスピーカから行わせる。
本実施形態によれば、第1走行ルート中の給電区間において走行速度を低下させることが提案される。このように給電区間を走行するときの走行速度を低下させることで給電区間における給電電力量を大きくすることができ、よって目的地に到達するのに十分な電力を地上給電装置2から受電することができるようになる。
なお、本実施形態では、第1実施形態と同様に、電力量予想部732は、過去に給電区間を走行した様々な車両3の給電区間における平均速度に基づいて予想給電量を算出している。しかしながら、電力量予想部732は、平均速度とは異なる任意の基準速度(例えば、制限速度)等に基づいて予想給電量を算出してもよい。この場合、走行態様提案部740は、第1走行ルート中の給電区間を、この基準速度よりも遅い目標走行速度で走行することを提案する。
図13は、第4実施形態に係る走行態様提案装置において行われる走行態様提案処理の流れを示すフローチャートである。図13に示される走行態様提案処理は、例えば、目的地が新しく入力された場合や、車両3の自己位置が過去に設定された走行ルートから外れた場合に実行される。なお、図13のステップS41~S45は、図8のステップS11~S15と同様であるため説明を省略する。
ステップS44において予想給電量Qpが基準電力量Qs未満であると判定された場合には、走行態様提案部740は、第1走行ルート中の給電区間を走行するときの目標走行速度を算出する(ステップS46)。次いで、走行態様提案部740は、目的地までの走行ルートとしてステップS41において選定された第1走行ルートを提案すると共に、第1走行ルート中の給電区間をステップS46で算出された目標走行速度で走行することを提案する(ステップS47)。
(第5実施形態)
次に、図14及び図15を参照して、第5実施形態に係る非接触給電システムについて説明する。以下では、第1実施形態から第4実施形態に係る非接触給電システムと異なる部分を中心に説明する。
次に、図14及び図15を参照して、第5実施形態に係る非接触給電システムについて説明する。以下では、第1実施形態から第4実施形態に係る非接触給電システムと異なる部分を中心に説明する。
本実施形態では、第1走行ルートを走行したと仮定したときの予想給電量が基準電力量未満である場合には、第1走行ルート中の給電区間を走行する走行速度を低下させること及び上述したような第2走行ルートを走行することの両方が提案される。
図14は、第5実施形態に係る車両3のプロセッサ73の、図7と同様な機能ブロック図である。図9に示されるように、本実施形態に係るプロセッサ73は、第1ルート選定部731、電力量予想部732、第2ルート選定部733、基準電力量設定部734、運転制御部739及び走行態様提案部742を有する。第1ルート選定部731、電力量予想部732、第2ルート選定部733、基準電力量設定部734については、上述した実施形態と同様であるため、説明を省略する。
走行態様提案部742は、第1走行態様として、第1ルート選定部731によって選定された第1走行ルートを、目的地までの走行ルートとして提案する。加えて、走行態様提案部740は、第1ルート選定部731によって選定された第1走行ルートを走行すると仮定したときに電力量予想部732によって算出された予想給電量が所定の基準電力量未満である場合は、第2走行態様として、目的地までの走行ルートとして第1走行ルートとして提案すると共に、第1走行ルート中の給電区間を、平均速度よりも遅い目標走行速度で走行することを提案する。
加えて、走行態様提案部742は、第2ルート選定部733によって第2走行ルートが選定されている場合、すなわち予想給電量が所定の基準電力量未満である場合には、第3走行態様として、目的地までの走行ルートとして第2走行ルートを提案する。
運転制御部739は、第1ルート選定部731によって選定された第1走行ルートを走行すると仮定したときに電力量予想部732によって算出された予想給電量が基準電力量以上である場合は、第1走行ルートを目的地までの走行ルートに設定する。
一方、運転制御部739は、予想給電量が基準電力量未満であって目標走行速度が下限速度以上であるときには、第1走行ルートを目的地までの走行ルートに設定する。加えて、このとき、運転制御部739は、第1走行ルート中の給電区間の走行速度を、走行態様提案部742によって提案された目標走行速度に設定する。また、運転制御部739は、予想給電量が基準電力量未満であって目標走行速度が下限速度未満であるときには、第2走行ルートを目的地までの走行ルートに設定する。なお、下限速度は、給電区間を走行中の車両3の速度がそれ以上低下すると周りの車両に迷惑をかけることが予想される速度であり、例えば、制限速度毎又は給電区間毎に予め設定される。
本実施形態によれば、給電区間における走行速度が極端に遅くなるような場合には、目的地までの走行ルートが第2走行ルートに設定される。一方、給電区間における走行速度がそれほど遅くならないような場合には目的地までの走行ルートが最短の第1走行ルートに設定される。したがって、目的地における到達時刻をできる限り早くしつつ、目的地に到達するのに十分な電力を地上給電装置2から受電することができるようになる。
図15は、走行態様提案装置を含む走行制御装置において行われる運転制御処理の流れを示すフローチャートである。図15に示される運転制御処理は、走行態様提案処理と同様に、例えば、目的地が新しく入力された場合や、車両3の自己位置が過去に設定された走行ルートから外れた場合に実行される。なお、図15のステップS51~S56は、図13のステップS41~S46と同様であるため説明を省略する。
ステップS56において第1走行ルート中の給電区間を走行するときの目標走行速度が算出されると、第2ルート選定部733が第2走行ルートを選定する(ステップS57)。次いで、走行態様提案部742は、目的地までの走行態様として、ステップS51において選定された第1走行ルートを走行すると共にステップS56で算出された目標走行速度で給電区間を走行する態様と、ステップS16で選定された第2走行ルートを走行する態様との二つの走行態様を提案する(ステップS58)。
次いで、運転制御部739は、ステップS56で算出された目標走行速度が下限速度以上であるか否かを判定する(ステップS59)。下限速度は、例えば、ストレージ装置63に地図情報として格納された給電区間毎の下限速度情報と、GNSS受信機62によって検出された自己位置とに基づいて算出される。
ステップS59において目標走行速度が下限速度以上であると判定された場合には、運転制御部739は、目的地までの走行ルートとして第1走行ルートを設定すると共に、第1走行ルート中の給電区間において車両3を目標走行速度で走行させる(ステップS60)。一方、ステップS59において目標走行速度が下限速度未満であると判定された場合には、運転制御部739は、目的地までの走行ルートとして第2走行ルートを設定する(ステップS61)。
一方、ステップS55において走行態様提案部742によって目的地までの走行ルートとして第1走行ルートのみが提案された場合には、運転制御部739は、目的地までの走行ルートとして第1走行ルートを設定する(ステップS62)。このとき、運転制御部739は、第1走行ルート中の給電区間において車両3をステップS56で算出される目標走行速度では走行させない。
以上、本発明に係る好適な実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載内で様々な修正及び変更を施すことができる。
1 サーバ
2 地上給電装置
3 車両
4 送電装置
5 受電装置
24 コントローラ
70 ECU
2 地上給電装置
3 車両
4 送電装置
5 受電装置
24 コントローラ
70 ECU
Claims (15)
- 車両の目的地までの走行態様を提案する走行態様提案装置であって、
非接触給電とは無関係な所定のアルゴリズムで前記目的地までの第1走行ルートを選定する第1ルート選定部と、
所定の走行ルートを走行すると仮定したときに、該走行ルート中の地上給電装置から前記車両へ非接触給電が行われる給電区間において給電されると予想される予想給電量に関するパラメータの値を予想する電力量予想部と、
前記第1走行ルートを走行すると仮定したときの前記パラメータの予想値が、前記予想給電量が所定の基準電力量未満であることを表す値である場合には、前記予想給電量が前記基準電力量以上になるような第2走行ルートを選定する第2ルート選定部と、
目的地までの走行ルートとして、前記第1走行ルートを提案すると共に、前記第2走行ルートが選定されているときには更に第2走行ルートを提案する走行態様提案部と、を有する、走行態様提案装置。 - 各走行ルートに沿って前記車両が前記目的地まで走行するのに必要な電力量に所定の到達時必要電力量を加算した値から、前記車両の現在のバッテリの充電量を減算した値を、前記基準電力量として設定する、基準電力量設定部を更に有する、請求項1に記載の走行態様提案装置。
- 前記到達時必要電力量はゼロである、請求項2に記載の走行態様提案装置。
- 前記電力量予想部は、過去に前記給電区間を走行した車両の平均速度と、該給電区間の長さと、該給電区間を走行しているときの地上給電装置から前記車両への単位時間当たりの予想給電電力とに基づいて予想電力量を算出する、請求項1~3のいずれか1項に記載の走行態様提案装置。
- 各走行ルートを走行したときの前記目的地への到達時刻を推定する到達時刻推定部を更に有し、
前記到達時刻推定部は、前記第1走行ルート中に接触給電設備がある場合には、前記第1走行ルートを走行したときの前記目的地への予想到達時刻として、前記目的地に到達したときの前記車両のバッテリの充電量が所定の到達時必要電力量以上になるように前記接触給電設備にて給電を行ったと仮定したときに、前記車両が目的地に到達する時刻を推定する、請求項1~4のいずれか1項に記載の走行態様提案装置。 - 請求項1~5のいずれか1項に記載の走行態様提案装置と、
前記走行態様提案装置によって提案された走行ルートのうち道案内すべき走行ルートをユーザに選択させるルート選択部と、
前記ユーザによって選択された走行ルートを目的地までの走行ルートとして設定する走行ルート設定部と、を有する、ナビゲーション装置。 - 請求項5に記載の走行態様提案装置と、
前記走行態様提案装置によって前記第2走行ルートが提案されているときには、前記第1走行ルート及び前記第2走行ルートのうち前記到達時刻推定部によって推定された到達時刻が早い走行ルートを、目的地までの走行ルートとして設定する走行ルート設定部と、を有するナビゲーション装置。 - 請求項1~5のいずれか1項に記載の走行態様提案装置と、
前記走行態様提案装置によって前記第2走行ルートが提案されているときには該第2走行ルートを目的地までの走行ルートとして設定する走行ルート設定部と、
前記走行ルート設定部によって設定された走行ルートに沿って車両が自律的に走行するように前記車両を制御する運転制御部と、を有する、車両の走行制御装置。 - 請求項5に記載の走行態様提案装置と、
前記走行態様提案装置によって前記第2走行ルートが提案されているときには、前記第1走行ルート及び前記第2走行ルートのうち前記到達時刻推定部によって推定された到達時刻が早い走行ルートを、目的地までの走行ルートとして設定する走行ルート設定部と、
前記走行ルート設定部によって設定された走行ルートに沿って車両が自律的に走行するように前記車両を制御する運転制御部と、を有する、車両の走行制御装置。 - 車両の目的地までの走行態様を提案する走行態様提案装置であって、
非接触給電とは無関係な所定のアルゴリズムで前記目的地までの第1走行ルートを選定する第1ルート選定部と、
所定の走行ルートを走行すると仮定した場合に、該走行ルート中の地上給電装置から前記車両への非接触給電が行われる給電区間を所定の基準速度で走行したときに前記給電区間において給電されると予想される予想給電量に関するパラメータの値を予想する電力量予想部と、
前記第1走行ルートを走行すると仮定したときの前記パラメータの予想値が、前記予想給電量が所定の基準電力量未満であることを表す値である場合には、前記給電区間を前記基準速度よりも遅い目標走行速度で走行することを提案する走行態様提案部と、を有する、走行態様提案装置。 - 各走行ルートに沿って前記車両が前記目的地まで走行するのに必要な電力量に所定の到達時必要電力量を加算した値から、前記車両の現在のバッテリの充電量を減算した値を、前記基準電力量として設定する、基準電力量設定部を更に有する、請求項10に記載の走行態様提案装置。
- 前記到達時必要電力量はゼロである、請求項11に記載の走行態様提案装置。
- 前記電力量予想部は、前記給電区間を走行する車両の基準速度と、該給電区間の長さと、該給電区間を走行しているときの地上給電装置から前記車両への単位時間当たりの給電電力とに基づいて予想電力量を算出する、請求項10~12のいずれか1項に記載の走行態様提案装置。
- 前記第1走行ルートを走行すると仮定したときの前記パラメータの予想値が、前記予想給電量が前記基準電力量未満であることを表す値である場合には、前記給電される電力量が前記基準電力量以上になるような第2走行ルートを選定する第2ルート選定部を更に有し、
前記走行態様提案部は、前記第2走行ルートが選定されているときには、目的地までの走行ルートとして前記第1走行ルートに加えて前記第2走行ルートを提案する、請求項10~13のいずれか1項に記載の走行態様提案装置。 - 請求項14に記載の走行態様提案装置と、
前記走行態様提案装置によって前記第2走行ルートが提案されていて且つ前記目標走行速度が下限速度未満であるときには、該第2走行ルートを通るように車両を制御する、車両の走行制御装置。
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